硅谷Live / 实地探访 / 热点探秘 / 深度探讨

基因编辑婴儿在中国诞生了！

就在昨天，南方科技大学的副教授贺建奎，突然在“第二届国际人类基因组编辑峰会”召开的前一天宣布这一爆炸性新闻。据说，通过特定的基因修改，这对婴儿出生之后“即能天然抵抗艾滋病”。

这个爆炸性实验背后的技术，其实就是被一些人称为“基因魔剪”的CRISPR-Cas9基因编辑系统。

为何此新闻一出该教授就会被各路人士炮轰？编辑个基因让它免疫各种疾病难道不是很好？

且慢。基因编辑向来会牵扯到伦理问题，并且特定基因的修改会不引发其他基因产生病变，这些我们都不得而知。

那么，到底什么是基因编辑？为什么人类要研究基因编辑？之前已经在这个领域做出了哪些成果？今天我们就把基因编辑好好扒一扒。

CRISPR-Cas9究竟是什么？

简单说，CRISPR 是存在于细菌中的一种基因组，其中的一些基因片段曾经攻击过这个细菌中的病毒。通过这种基因片段，细菌可以侦测并抵抗相同病毒的攻击，并摧毁其DNA。换句话说，这种基因组可以帮助细菌免疫。

而 Cas 是一种关联蛋白，CRISPR需要依赖Cas共同组成CRISPR-Cas系统，才能形成存在于细菌中的后天免疫系统。CRISPR-Cas9系统的厉害之处在于，它是第一个可以简单高效地对特定基因位点进行切割、导致基因突变的基因编辑系统。

CRISPR从生物学基础研究走向具体的技术应用，一般被认为在基因治疗、病毒剔除、改良动植物基因等领域最能凸显其价值，并产生现象级的技术革新，从而衍生出深远的行业影响。

而CRISPR-Cas9 技术已经经历了超过20年漫长的发展历程：

1993-2000年：首次发现CRISPR和它的功能；

2005年：首次发现Cas9蛋白；

2006年：后天性免疫系统（即指由CRISPR和Cas蛋白组成的CRISPR-Cas系统）假设提出；

2007年：证实了CRISPR-Cas后天性免疫系统假设，且表明Cas9蛋白可能是免疫干扰中所需的唯一一种Cas蛋白；

2008年：发现CRISPR-Cas系统干扰病毒的方式。且发现CRISPR-Cas可以应用于真核生物细胞，而不仅仅只是无核的细菌中；

2009年：证实Cas9蛋白是CRISPR-Cas9系统中切割DNA所需的唯一一种蛋白质；

2011年：发现CRISPR系统可以在多个物种中起作用；

2012年：加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna教授和瑞典于默奥大学的Emmanuelle Charpentier教授首次提出CRISPR-Cas9可以用于基因组的编辑；

2013年：麻省理工学院的张锋团队第一次通过CRISPR-Cas9在人和小鼠细胞中进行了基因组编辑。

尽管这项技术在此后不断发展，但有了CRISPR-Cas9这一工具的加持，科学家们就有能力准确且有效地编辑生命体内的部分基因了。其实，早在基因编辑婴儿诞生前，中国遍地开花的各类CRISPR-Cas9动物基因编辑实验，早已引发了国外媒体的担忧。

CRISPR-Cas9动物实验：看起来很美

近年来，中国科学家们就陆续在一些哺乳动物身上进行了一系列的试验。但是，一直以来，还没有研究机构敢于在人身上”动刀“。

2015年10月，中科院、南京大学、广州医药研究总院等科研单位，证实培育出了世界上首例基因敲除的犬类动物模型。研究人员赖学良博士等人找到并成功剔除了迫使比格犬在发育时期停止生长肌肉的基因，即使用CRISPR-Cas9培育了“肌肉生长抑制素（MSTN）”基因敲除后的比格犬。实验所用的两只比格犬的肌肉生长没有得到限制，于是它们看起来更加强壮。

虽然这项研究得到了中国国家自然科学基金委、中国农业部、中国科技部以及地方政府的资金支持，却引来了媒体和动物权益保护人士的批评。除了生物伦理方面的顾虑，批评者们怀疑这项实验并非出于纯粹的科研目的，而存在令人质疑的商业追求。

两只经过基因改造的比格犬，被命名为“大力神”和“天狗”。

（图片源自网络，版权属于原作者）

2015年9月，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所的李奎教授带领他的研究团队，运用CRISPR-Cas9技术获得了一种新的猪基因模型。简单而言，就是通过这一基因编辑系统，敲除了猪的某种特定基因，再敲入能够优化猪肉肥瘦比的目标基因。

李奎团队相信，他们的实验成果能够改良猪肉质量，产生出更高质量的食物，也可以提升猪肉的量产。这一研究成果，在2015年发表在了《自然》子刊《环球科学》上，得到了不少人的关注。

（图片源自网络，版权属于原作者）

在陕西省陕北绒山羊工程技术研究中心，研究人员屈雷博士的山羊研究团队已通过CRISPR-Cas9工具培育出了一个全新的山羊品种。这种新品种山羊拥有更粗壮的肌肉和更浓密纤长的羊毛。

屈雷等人在早期山羊胚胎中，敲除了两个抑制羊毛和肌肉发育的基因，从而“定制”了肌肉更粗壮、羊毛更长的小山羊。屈雷在采访中表示，“在证实了基因改造家畜安全可靠后，这个新品种一定能推广开来，开始商业化养殖。”

（图片源自网络，版权属于原作者）

看到这里，你可能会好奇，到底这个基因改造、基因魔剪技术用来提高生产效率和商业回报似乎还挺不错。但是，这一技术是否真的安全可靠？

从2015年起，《自然》姊妹刊物《环球科学》、《纽约时报》、《经济学人》等多种期刊分别刊登了多篇文章，对中国生物医学界利用CRISPR技术进行动物和人体实验的大胆行为进行了谴责。他们的谴责，其实是对动物实验的担忧。

没错，尽管听起来“指哪打哪”的基因剪辑技术很不错，但它引起的担忧也很多。

CRISPR-Cas9：天使还是魔鬼？

首先，当然是技术的局限性。虽然，CRISPR 能够进行精准高效的基因敲除，但科学家们发现，CRISPR 在应用过程中会产生“脱靶现象”的副作用。这种副作用容易引起不需要编辑的基因的突变，从而造成基因编辑的不确定性和技术风险。什么意思呢？就好比你可能通过基因疗法治好了脱发，却被迫患上了脚气；控制了癌症，却被迫戴上了助听器。

其次，技术应用有待成熟。CRISPR 技术领域权威学者、哈佛医学院George Church 教授表示，当前中国利用 CRISPR 进行的研究难度和水平并不落后于美国和欧洲实验室。但是，在技术本身没有可靠的解决方案之前，仅通过大量科研经费加持来进行广泛实验，难免有追逐“风口”之嫌。

第三，监管制度尚不完善。当前，中国得益于国家大量科研经费支持和国有科研机构规模，大胆的 CRISPR 应用试验已遍地开花。但哈佛医学院院长、干细胞生物学家 George Daley 认为，中国目前的科研实力虽然显著提升，但“仍然是国际科学界的后起之秀，且缺乏相同的机构审查传统”。

这就说到美国的生物基因实验和临床试验了。目前，这类实验受到美国政府、行业协会、非政府组织等利益相关方的严格监管和监督像。美国食品和药物管理局（FDA）、美国病理学家学会（CAP）、美国国家卫生研究院（NIH）的国立人类基因组研究所（NCHGR）等机构，都建立了多方审批和监管流程。

而这次两名婴儿之所以能顺利诞生，所谓的医院监管部门根本没有肩负起它应有的责任。假如孩子在未来出现生理疾病，牵扯到的不仅仅是一个家庭的幸福。

不知道读者们对于经过基因剪辑这一技术及其影响有什么看法？欢迎留言分享！

推荐阅读

区块链报告 | 脑机接口报告

硅谷人工智能 | 斯坦福校长

卫哲 | 姚劲波 | 胡海泉

垂直种植 | 无人车

王者荣耀 | 返老还童